CN105548280A - 测定无碱玻璃用配合料的均匀度和配制配合料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无碱玻璃制备领域，公开了一种测定无碱玻璃用配合料的均匀度的方法，该方法包括：从配合料中取n个样品，分别进行电导率检测，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，其中，n≥3。本发明还公开了一种配制无碱玻璃用配合料的方法，该方法包括将各个原料进行混匀操作，其中，在混匀操作过程中从配合料中取n个样品，n≥3，分别进行电导率检测，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，并基于均匀度决定是否进行进一步的混匀操作。本发明的方法操作简单，所用时间较短，不会产生灰尘污染，且结果的精确度较高，完全可以满足生产所需，用于指导生产。

Description

测定无碱玻璃用配合料的均匀度和配制配合料的方法

技术领域

本发明涉及无碱玻璃制备领域，具体地，涉及一种测定无碱玻璃用配合料的均匀度的方法。

背景技术

在液晶显示器玻璃基板或者光学玻璃的制造过程中，将预先配制好的玻璃原材料投入玻璃熔炉中熔融，经熔炉熔解后的玻璃液进入铂金通道系统中澄清、搅拌均化送至成型工序进行玻璃板成型，最后切割为合适尺寸的玻璃板。合格的玻璃板与前期配合料的均匀性有着密切的联系，所以准确测定配合料的均匀性对后续稳定生产起着至关重要的作用，这也是防止玻璃产生缺陷的基本措施之一。

配合料是不同物料混合的产物，粉体混合过程的本质是减少或者消除两种或多种粉体之间的差异，差异的存在是多方面原因引起的，玻璃行业中混合的主要目的是消除不同物料间化学成分的差异，以便于在窑炉熔制过程中化学反应的顺利进行。通过机械混合所得到的玻璃配合料可能由于疏忽等原因而存在较大的差异，这种差异的存在可能导致后续各工序参数变化较大，进而导致生产的不稳定，玻璃品质不合格，所以寻找一个参数来表征配合料配制的均匀性显得尤为重要，而均匀度概念就应运而生。在整个玻璃行业测定配合料的均匀度方法有筛分析、化学分析、滴定法、电导法、荧光测试法等方法。对于无碱玻璃生产而言，常用的是荧光测试法，而由于荧光测试方法中每个样品都要经过研磨机研磨，且每次都要对所使用的设备进行清理，时间较长，灰尘较大，显然不适用于要求较高的液晶玻璃行业的无尘实验室。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种操作简单且精确度高的测定无碱玻璃用配合料的均匀度的方法。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种测定无碱玻璃用配合料的均匀度的方法，该方法包括：从配合料中取n个样品，分别进行电导率检测，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，其中，n≥3。

第二方面，本发明提供了一种配制无碱玻璃用配合料的方法，该方法包括将各个原料进行混匀操作，其中，在混匀操作过程中从配合料中取n个样品，n≥3，分别进行电导率检测，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，并基于均匀度决定是否进行进一步的混匀操作。

本发明的方法操作简单，所用时间较短，不会产生灰尘污染，且结果的精确度较高，完全可以满足生产所需，用于指导生产。特别地，在本发明的优选实施方式中，控制取样量为1-3g能够更有效地在保证准确性的前提下降低混合的时间，提高检测效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，术语“无碱玻璃”是指原料中不含完全水溶性碱类物质的一类玻璃；“无碱玻璃用配合料”是指含有用来制备无碱玻璃的各种成分(化合物)的物料(混合物)；“电导率”反映物质传送电流的能力，是电阻率的倒数，在液体中常以电导率来衡量其导电能力的大小，其大小可以通过电导率仪进行测定。

本发明提供的测定无碱玻璃用配合料的均匀度的方法包括：从配合料中取n个样品，分别进行电导率检测，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，其中，n≥3(优选地，n＝10-40，更优选地，n＝10-20)。

根据本发明，从配合料中取样的方法可以为本领域常规的取样方法，为了更准确地测定均匀度，可以从不同位置进行取样，本领域技术人员能够对取样的方式进行选择，在此不再赘述。

根据本发明，各个样品的电导率之间的差异较小，则表明配合料的均匀度较高。可以根据相对标准偏差判断配合料的均匀度：如果各个样品的电导率之间的相对标准偏差在5％以下，则均匀度较高(可以终止混匀操作进行下一工序)；如果各个样品的电导率之间的相对标准偏差大于5％，则均匀度较低(可能需要进行进一步的混匀操作)。

根据本发明，为了表征配合料的均匀度，优选地，所述方法还包括：计算n个样品的电导率的相对标准偏差，并通过以下公式计算所述配合料的均匀度：

均匀度＝100％-相对标准偏差。

其中，如果均匀度在95％以上，则认为配合料的均匀度较好，可以满足稳定生产的需求。

其中，所述相对标准偏差可以通过平均值和标准偏差(σ)计算得到。具体地，平均值标准偏差(σ)和相对标准偏差(S)的计算公式如下所示：

$\stackrel{\‾}{x}=\frac{x_1+x_2+\mathrm{...}+x_n}{n}$

$\mathrm{\σ}=\sqrt[2]{\frac{{\left(x_1-\stackrel{\‾}{x}\right)}^2+{\left(x_2-\stackrel{\‾}{x}\right)}^2+\mathrm{...}{\left(x_n-\stackrel{\‾}{x}\right)}^2}{n-1}}$

$S=\frac{\mathrm{\σ}}{\stackrel{\‾}{x}}\×100\%$

根据本发明，对取样时的取样量没有特别的限制，优选地，各个样品的重量为1-3g，更优选为1.5-2.5g。为了精准地控制本发明方法的准确性，控制各个样品的重量相同(即各样品间的差值≤0.01g)。

根据本发明的优选实施方式，为了进行电导率检测，所述样品与水混合后再进行电导率检测，相对于每克的样品，水的用量为50-300ml(更优选为80-200ml，最优选为130-135ml)。为了进一步提高精确度，所述样品与水混合后经充分搅拌溶解(可以使用磁力搅拌器，具体方式可以为：以500-800rpm的转速搅拌10-40min)之后再进行电导率检测。如果按照本发明的优选实施方式取1-3g(更优选为1.5-2.5g)的样品与水混合进行电导率检测，更有利于在保证准确性的前提下降低混合的时间，如降至10-20min，从而提高检测效率。综合考虑仪器等条件，本发明的方法优选在250ml烧杯中，取1.5g样品溶于200ml超纯水中再进行电导率检测，该方式更便于实验室检测和指导生产。

根据本发明，为了防止杂质对电导率的影响，测定所使用的水优选为超纯水(电阻率达到18MΩ*cm(25℃)的水)。

根据本发明，所述配合料可以为本领域常见的任意无碱玻璃用配合料。例如，所述配合料可以含有60-70重量％的SiO₂、16-18重量％的Al₂O₃、6-8重量％的CaO、0-1重量％的BaO、2-3重量％的SrO、0-1重量％的ZnO、0-0.2重量％的SnO₂；或者，所述配合料可以含有60-70重量％的SiO₂、16-18重量％的Al₂O₃、6-8重量％的CaO、1-2重量％的MgO、0.5-1.5重量％的SrO、0-0.2重量％的SnO₂。优选情况下，所述配合料的电导率为200-300μS/cm，更优选为250-300μS/cm。

本发明提供的配制无碱玻璃用配合料的方法包括将各个原料进行混匀操作，其特征在于，在混匀操作过程中从配合料中取n个样品(优选1-3g，更优选1.5-2.5g)，n≥3(优选地，n＝10-40；更优选地，n＝10-20)，分别进行电导率检测(所述样品优选与水混合后再进行电导率检测，相对于每克的样品，水的用量优选为50-300ml，更优选为80-200ml，最优选为130-135ml)，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，并基于均匀度决定是否进行进一步的混匀操作。

优选情况下，根据各个样品的电导率之间的相对标准偏差判断配合料的均匀度：如果各个样品的电导率之间的相对标准偏差大于5％，则均匀度较低，继续混匀操作；如果各个样品的电导率之间的相对标准偏差在5％以下，则均匀度较高，终止混匀操作。

因此，根据本发明的优选实施方式，按照公式：均匀度＝100％-相对标准偏差，计算所述配合料的均匀度，所述相对标准偏差为n个样品的电导率的相对标准偏差。其中，如果均匀度小于95％，则继续混匀操作；如果均匀度在95％以上，则终止混匀操作。

如前所述，在电导率检测过程中，测定所使用的水优选为超纯水。

采用本方法的方法进行配合料的配制能够有效控制配合料的均匀度，有利于稳定生产。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

A、从配料间同一料罐中10个不同位置取回配制好的配合料(含有62重量％的SiO₂、17重量％的Al₂O₃、7.6重量％的CaO、1.4重量％的MgO、0.8重量％的SrO、0.2重量％的SnO₂)，每个样品(编号为1#至10#)用天平称取1.5g±0.01g，放入干净的烧杯中，然后用量筒量取200mL的超纯水倒入250mL的烧杯中，并放入搅拌子；

B、把电导率仪接通电源，调节“高低周”按钮处于“低周”位置，选择测试量程×10²μS/cm，然后旋转调节按钮使电导率仪指针指到最大量程处，采用的电导率仪为DDS-ⅡA型电导率仪(上海雷磁新泾仪器有限公司)；

C、把A中准备好的烧杯放到磁力搅拌器上，电极放入烧杯中，打开搅拌器开关，同时扳动电导率仪上的校正按钮到测试位置，开始计时，分别5min、10min、20min后关掉磁力搅拌器，从电导率仪上读取相应的电导率值，然后提起电极，用超纯水冲洗干净，进行下一个样品的测定；

D、依次测定10个不同位置的配合料的电导率值，最后把测试结果带入公式“均匀度＝100％-相对标准偏差(RSD)”中计算配合料的均匀度，测试结果及计算得出的配合料均匀度如表1所示。

表1

从表1中可以看出，搅拌10min后相对标准偏差为1.11％，此精度完全可以满足工业生产，均匀度为98.89％。经验证发现，在生产线上均匀度只要达到95％以上，即可说明配合料配制均匀，不会对生产产生影响，同时还发现搅拌5min时间较短，物质还没充分溶解，溶液还未趋于稳定，20min后配合料水溶液的电导率值与10min的差别不大，说明1.5g配合料在超纯水中搅拌10min后已经达到混合均匀，所用时间较短。而且，本发明的方法在生产线中得到了验证，对生产具有一定的指导意义。

对比例1

用荧光测试仪测试配合料(取样方式、组成和编号见实施例1)均匀度的方法为：用分析纯无水四硼酸锂和偏硼酸锂混合试剂作为溶剂与配制好的配合料粉末(混合试剂与配合料的重量比为10:1)于铂金坩埚内高温熔制成荧光测试仪所要求的样片，作为待测样品。检测之前要用分析纯无水四硼酸锂和偏硼酸锂混合试剂作为溶剂加入不同含量的SiO₂、Al₂O₃等优级纯氧化物熔制系列标准样品，建立标准工作曲线，将待测样品用此工作曲线检测，然后计算所取配合料样品中各氧化物值的平均值、标准偏差、相对标准偏差，最后根据各氧化物的相对标准偏差计算配合料的均匀度(＝100％-五种成分的RSD值的平均值)，具体测试数据如表2所示。

表2

荧光测试方法结果也可以应用于指导生产，通常认为其得到的均匀度大于95％表示配合料配制均匀，因此，从表1和表2可以看出，本发明的方法与荧光测试方法一样可以用于表征均匀度。但是，在实验室进行荧光测试会造成较为严重的颗粒污染，需单独设置一个制样间，且制样时间较长，可见本发明用电导率仪测试配合料水溶液电导率的方法更适于对环境要求严格的实验室使用。

实施例2

A、从配料间同一料罐中10个不同位置取回配制好的配合料(组成见实施例1)，每个样品(编号为1#至10#)用天平称取0.5g±0.01g，放入干净的烧杯中，然后用量筒量取200mL的超纯水倒入250mL的烧杯中，并放入搅拌子；

B、把电导率仪接通电源，调节“高低周”按钮处于“低周”位置，选择测试量程×10²μS/cm，然后旋转调节按钮使电导率仪指针指到最大量程处，采用的电导率仪为DDS-ⅡA型电导率仪(上海雷磁新泾仪器有限公司)；

C、把A中准备好的烧杯放到磁力搅拌器上，电极放入烧杯中，打开搅拌器开关，同时扳动电导率仪上的校正按钮到测试位置，开始计时，分别在10min、20min、30min、40min后关掉磁力搅拌器，从电导率仪上读取相应的电导率值，然后提起电极，用超纯水冲洗干净，进行下一个样品的测定；同时计算RSD。结果见表3。

表3

从表1和表3可以看出，取样量满足本发明的优选实施方式更有利于在保证检测的准确性的前提下减少检测所需的时间。在250ml烧杯中，取1.5g样品溶于200ml超纯水中所用时间较短，更便于实验室检测和指导生产。

综上所述，本发明的测试方法时间短、精确度高、计算结果准确性高，可以较好的反应玻璃配合料配制的均匀性问题，对无碱玻璃板质量控制具有重要的意义。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种测定无碱玻璃用配合料的均匀度的方法，其特征在于，该方法包括：从配合料中取n个样品，分别进行电导率检测，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，其中，n≥3。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，n＝10-40。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括：计算n个样品的电导率的相对标准偏差，并按照公式：均匀度＝100％-相对标准偏差，计算所述配合料的均匀度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，各个样品的重量为1-3g。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述样品与水混合后再进行电导率检测，相对于每克的样品，水的用量为50-300ml。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，测定所使用的水为超纯水。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配合料的电导率为200-300μS/cm。

8.一种配制无碱玻璃用配合料的方法，该方法包括将各个原料进行混匀操作，其特征在于，在混匀操作过程中从配合料中取n个样品，n≥3，分别进行电导率检测，根据各个样品的电导率之间的差异判断所述配合料的均匀度，并基于均匀度决定是否进行进一步的混匀操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，按照公式：均匀度＝100％-相对标准偏差，计算所述配合料的均匀度，所述相对标准偏差为n个样品的电导率的相对标准偏差。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，如果均匀度小于95％，则继续混匀操作；如果均匀度在95％以上，则终止混匀操作。